Шум ЦАПа.

Шум ЦАПа.

Доброго вечора!
Есть портативный (в дорогу) ЦАП. Был приобретён по почте у китайских братьев. ЦАП бюджетный (на дорогой пока «нэту») XuanZu U603. Сам ЦАП WM8740 ОУ OPA2107. Работает по OTG USB со смартфоном. В принципе всё нормально (как по удобству так и по звуку) если не быть «придирой аудиофилом» или дирижёром симфонического оркестра (коим я не являюсь). Как по мне всё хорошо. Но! Есть одно «но». На больших уровнях громкости (это когда наушники на ушах «подпрыгивают») люблю послушать иногда на такой громкости что-нибудь. В паузах между аудио треками слышен вроде как цифровой шум. Такой как комаринный. Повторюсь. Именно в паузах между треками на больших уровнях громкости. Во время проигрывания трека его не слышно (разница уровней звука и этого шума большая). При нормальном прослушивании (нормальный уровень громкости) его в паузах не слышно (разница сигнал-шум тоже достаточная). Можно конечно не придираться. Но! Всегда хочеться лучшего! Схемы конечно в интернете не найти. Обращался к китайским братьям (продавцам) - безрезультатно. Смотрел по даташитам на схемы реализации ЦАПа кое что «накопал» как варианты «борьбы» с этим шумом. Сейчас возможности залезть в ЦАП с паяльником нет (в мастерской уже холодно, практическую сторону откладываю до тепла). Может кто то сталкивался с таким явлением. Знает что можно предпринять. Поможет советом.
Попробую прикрепить файлы с этим шумом. Формат FLAC 24bit 44,1kHz (c 1 по 5 секунду шум аналогового тракта ОУ, с 5 секунды включается аудиотрек (пауза перед аудиотреком) и слышен этот шум). И изображение этого шума с аудасити.
Звуковой файл не могу, не знаю как прикрепить.

Возможно, это наводки цифровой части на выходные ОУ или телефонный усилитель.
В портативной аппаратуре довольно трудно избавиться от этого, учитывая довольно большое выходное сопротивление маломощных аккумуляторов.

Т.е. если мы подключим источник питания с малым выходным сопротивлением и шум исчезнет то экспериментально можем понять что проблема в источнике питания. Да? Такой источник питания это конденсатор очень большой ёмкости? Какой ещё может быть источник с малым выходным сопротивлением?

Олег2018 сказав(ла):

Т.е. если мы подключим источник питания с малым выходным сопротивлением и шум исчезнет то экспериментально можем понять что проблема в источнике питания. Да? Такой источник питания это конденсатор очень большой ёмкости? Какой ещё может быть источник с малым выходным сопротивлением?

Натисніть, щоб розгорнути...

Три щелочных батарейки последовательно.

добро пожаловать в ряды аудиофилов! телефон дает наводку, проверь- ставь режим полета

Не. В режиме полёта то же самое. Похоже это шум квантования (я так думаю!). Он проникает в аналоговый тракт (я так думаю!). А с щелочными батарейками попробую, спасибо.

Только развязка земель спасет. Цифровой шум пролезет с телефона как не фильтруй. В формате портатива вы ничего не сделаете, просто примите как есть.

roker сказав(ла):

Только развязка земель спасет. Цифровой шум пролезет с телефона как не фильтруй. В формате портатива вы ничего не сделаете

Натисніть, щоб розгорнути...

Похоже так и есть. Ибо в даташите на WM8740 акцентируется внимание на правильности заземления цифровой и аналоговой частей ЦАПа. Если даже там и ошибка, то при таких габаритах платы я врядли что смогу переделать. Спасибо roker.
Что ж, тему наверно надо закрывать.
Ещё раз всем спасибо.

Олег2018 сказав(ла):

Похоже так и есть. Ибо в даташите на WM8740 акцентируется внимание на правильности заземления цифровой и аналоговой частей ЦАПа. Если даже там и ошибка, то при таких габаритах платы я врядли что смогу переделать. Спасибо roker.
Что ж, тему наверно надо закрывать.
Ещё раз всем спасибо.

Натисніть, щоб розгорнути...

Проводом отдельно кинуть вблизи от ног земли микросхемы - землю на общую точку рядом с самым большим конденсатором, желательно прямо на входе питания. Двумя проводами - одним AGND, вторім DGND. Может что получится.

МалэкулЙаду сказав(ла):

Проводом отдельно кинуть вблизи от ног земли микросхемы - землю на общую точку рядом с самым большим конденсатором, желательно прямо на входе питания. Двумя проводами - одним AGND, вторім DGND. Может что получится.

Натисніть, щоб розгорнути...

Ok! Спасибо. Попробую.

Какие новости, получилось?

Yuri S сказав(ла):

Какие новости, получилось?

Натисніть, щоб розгорнути...

Пока ничего не предпринимаю. В мастерской уже холодно. Отложил до тепла. Если к тому времени это будет интерестно, напишу обязательно.
Спасибо.

Шум ЦАПа

Доброго вечора!
Позвольте продолжить тему "Шум ЦАПа". Не выдержал я "томления" до тепла. Принес из мастерской домой необходимое и начал понемногу с ним (ЦАПом) заниматься.
При прозванивании ног на микросхеме было обнаружено что между ногами 9 и 15 нет "короткого" т.е. 0,7Ом. Между 15 и 20 - 0Ом. Между 9 и 8 - 0Ом. При подаче питания на 20;15 - 4,7В на 9 - 4,71В. Смотрел "осликом". На 15;20 - чисто. На 9;8 - шум. Надо 9 соединять с 15.
Вопрос: Будет ли разница от разных вариантов соединений и как будет правильней? Т.е. можно соединить 9 и 15 непосредственно ногами. Но. Очень миниатюрные ножки у ЦАПа (очень кропотливо). Можно соединиться на конденсаторе от 8 ноги к конденсатору от 20 ноги (на конденсаторах площадки-то побольше и проще).
Схему включения WM8740 и фото платы с вариантами соединений прикрепляю ниже.
Если причина шума не в этом, то по совету МалэкулЙаду буду заземлять отдельными проводами на "-" питания все "земли". Опять таки, как правильней: от каждой ноги тянуть или можно воспользоваться рядом стоящими конденсаторами?

Олег2018 сказав(ла):

При прозванивании ног на микросхеме было обнаружено что между ногами 9 и 15 нет "короткого" т.е. 0,7Ом. Между 15 и 20 - 0Ом. Между 9 и 8 - 0Ом. При подаче питания на 20;15 - 4,7В на 9 - 4,71В. Смотрел "осликом". На 15;20 - чисто. На 9;8 - шум. Надо 9 соединять с 15.

Если причина шума не в этом, то по совету МалэкулЙаду буду заземлять отдельными проводами на "-" питания все "земли".

Натисніть, щоб розгорнути...

Надо проверить, нет ли там "незадокументированного" дросселя в SMD исполнении. Не знаю как можно добиться 0,7 Ом на печатном монтаже в миниатюте. Ну, и проверить хорошо ли когда мерялось - контачило.

Олег2018 сказав(ла):

Опять таки, как правильней: от каждой ноги тянуть или можно воспользоваться рядом стоящими конденсаторами?

Не можно, а нужно. И не "по кругу", а как на схеме - от общей точки, желательно.
Не вижу проблем с запайкой там перемычки. Если совсем по технологии - сделать отрезки из примерно 0,2 ПЭВ и зачистить им концы.
Если побыстрячку - лужонкой, но контролировать чтобы небыло замыканий, и потом приклеить лаком к плате.

Натисніть, щоб розгорнути...

Доброго вечора, МалэкулЙаду.
Дросселей на плате "хватает" (с другой стороны). Перемерял несколько раз на предмет плохого контакта. То же сначала думал наверно дроссель. Но "облазив" по плате вроде не нашёл участие дросселя. Хотя подчеркну "вроде не нашёл". Потому как плата "накрученая" двухсторонняя всё в миниатюре, короче мог и "прошляпать". Опыта мизер с таким монтажём. Аккумуляторная батарея болтается (нехотелось выпаивать), все "впритирочку". Вообщем дросселя не увидел и подумав что в типовой схеме включения 9 и 15 ноги на коротком, решил сделать им короткое.
Сейчас уже припаял перемычку ПЕВ 0,18 прямо к ногам 9 и 15 (провозился блин). Включил ЦАП. Шум уменьшился но не исчез. Т.е. если до перемычки шум был едва едва заметен в паузах между треками при положении регулятора громкости 7 (регулятор ступенчатый) а уверенно начинал прослушиваться с положения 10, то сейчас он начинает быть заметен с 10 и уверенно прослушивается с 13. Если не ошибаюсь положение улучшилось где то на 6-8дБ.
Собираюсь таки "бросать" земли отдельными проводами. Если я правильно понял от конденсаторов "бросать" можно. Поясни пожалуйста (не совсем понял) что значит "не по кругу" а как на схеме - от общей точки. Как раз хотел к этому спросить: на микросхеме ноги 7;14;10;19 при прозвоне все на "коротком". Как "бросать" от любой или от 7 и допустим 14? Поясни пожалуйста этоти моменты подробней. И ещё. От конденсаторов С9;C10;C11;C12 те что на 11 и 18 ногах микросхемы "бросить" отдельные земли? Или это лишнее?

Олег2018 сказав(ла):

Поясни пожалуйста (не совсем понял) что значит "не по кругу" а как на схеме - от общей точки. Как раз хотел к этому спросить: на микросхеме ноги 7;14;10;19 при прозвоне все на "коротком". Как "бросать" от любой или от 7 и допустим 14? Поясни пожалуйста этоти моменты подробней. И ещё. От конденсаторов С9;C10;C11;C12 те что на 11 и 18 ногах микросхемы "бросить" отдельные земли? Или это лишнее?

Натисніть, щоб розгорнути...

"не по кругу" - значит звездой.
Выбирается одна, самая мощная, общая точка (или непосредственно вход аккумулятора, или самый толстый конденсатор, если он там есть) - и от неё звездой отдельно AGND и DGND. Разными проводами.
У тебя на рисунке обведено красной линией - вот не надо делать по красной линии. На каждый вывод - свой проводок. Если конденсатор в непосредственной близости от вывода ИМС - можно бросать на конденсатор.
P.S. Это я сейчас про землю же. VDD тоже желательно звездой.

Понял на счёт «звездой». Буду «брать» от аккумулятора. В ЦАПе хоть и есть два электролита по 220мкФ но они разделительные на выходе с AD828 (этот ОУ предусилитель непосредственно с WM8740). Никогда не видел (из своего опыта) что бы операционники разделяли электролитами большой ёмкости. Но это уже другая тема.
Отдельно DGND - это понятно нога 7 или близлежащий конденсатор. А как быть с AGND? Как я писал ноги 14;10;19 все на «коротком». Соединить только 14 ногу отдельным проводом? Или и 10ю соединять отдельно и 19ю то же отдельным проводом? Как правильней? На рисунке красной линией (это не заземление) я соединил (в двух вариантах) ноги 9 и 15. Их я уже соединил перемычкой непосредственно на ногах микросхемы.
И что касается VDD я не совсем понял. Это + питания. Как же это тянуть его отдельно?
P.S. Я спрашивал насчёт конденсаторов С9;C10;C11;C12 те что на 11 и 18 ногах микросхемы "бросать" от них отдельные земли? Или это лишнее?

Сейчас подумал насчёт VDD отдельными проводами. Имеется ввиду что этот + брать после выключателя? Если да, то я не разберусь без схемы. Так как + питания подаётся через релюшку (она же отключает входное гнездо 3,5мм) на ИМС ЦАП и на AD828 только после того как подключается OTG USB кабель к телефону или компьютеру. Если OTG USB кабель ни к чему не подключать, то устройство работает просто как усилитель для наушников. В этом случае на корпусе есть выключатель.

Олег2018 сказав(ла):

Сейчас подумал насчёт VDD отдельными проводами. Имеется ввиду что этот + брать после выключателя? Если да, то я не разберусь без схемы. Так как + питания подаётся через релюшку (она же отключает входное гнездо 3,5мм) на ИМС ЦАП и на AD828 только после того как подключается OTG USB кабель к телефону или компьютеру. Если OTG USB кабель ни к чему не подключать, то устройство работает просто как усилитель для наушников. В этом случае на корпусе есть выключатель.

Натисніть, щоб розгорнути...

Естественно, если там есть выключатель плюса питания - брать после него. Заодно и сопротивление этого выключателя проверить.

Я дистанционно без схемы тем более не разберусь.
Устройство в режиме "просто усилитель для наушников" - тоже шумит, или нет?
Если нет - значит усиливать только шины питания того, что включается выключателем.
Я не могу по фотографии сказать какая там топология, я писал, что если конденсаторы непосредственно близко к выводам питания - можно бросать до них, чтобы к ножкам не паяться.
Исходи из топологии. Должны быть максимально прямые и максимально независимые ветви.
Если есть 10 ножек земли - в идеальном случае - должно быть 10 независимых дорожек. Но в природе не бывает идеальных случаев.

Главное - исключить параллельное протекание токов цифровой и аналоговой части по одним и тем же проводам. Ну... или уменьшить его, создав разнесённые "толстые" каналы, по которым пойдёт часть тока, не оказывая взаимовлияния.
Весь ток, к сожалению, не пойдёт, то есть - полностью шум убрать не получится. Слишком трудоёмко.

Доброго вечора, МалэкулЙаду.
В режиме «просто усилитель для наушников» шума нет. Выключатель в этом случае включает (подаёт) питание (двухполярное) на ОУ OPA2107 причём несолько секунд ничего не происходит потом срабатывает реле №1 и подключаются наушники (видимо это сделано для того, что бы исключить слышимые переходные процессы во время включения). Хотя в наушниках при подключении всё равно слышен (незначительно) момент коммутации. При этом на ИМС ЦАП и AD828 питания (однополярное) нет. Получается: сигнал подаётся на линейный вход 3,5мм усиливается ОУ OPA2107 и выдаётся на выход 3,5мм - наушники. Повторюсь - шума в этом случае нет. Но если подключить телефон через OTG USB кабель - срабатывает реле №2 оно (вроде как) подаёт питание на ИМС ЦАП и AD828, соединяет выход ОУ AD828 со входом ОУ OPA2107, отключает линейный вход 3,5мм.
К чему я так подробно расписал. К тому, что я бы с радостью попробовал бы подать отдельными проводами + питания (только бы уменьшить или устранить этот шум), но не могу «вкурить» как реле с двумя группами контактов: 1 - подаёт питание; 2 - соединяет выход ОУ со входом ОУ; 3 - отключает линейный вход 3,5мм. Скорее всего реле только отключает линейный вход 3,5мм и подключает ОУ AD828 к ОУ OPA2107. А питание подаётся в этот момент через какой то электронный ключ. Где этот ключ я не знаю. Короче. «Стрёмно» принудительно подавать + питания на ИМС и ОУ сразу после выключателя.
Ещё один момент. «Ослик» показывает шум на 8 и 9ноге ЦАП. На ОУ AD828 на + питания - чисто. А питаются и ОУ AD828 и ЦАП одним питанием. Питание на ЦАПе и ОУ выше чем на аккумуляторе. На ОУ 4.7В на аккумуляторе 3,82В. Наверно стоит какой то повышающий преобразователь. Это ещё один аргумент (как по мне) что прямо с аккума + питания брать «стрёмно». На ОУ OPA2107 то же преобразовывается из 3,82В в двухполярное 11,94В. Тут перекос -5,93В; +6,01В. И то же есть шум но только по + питания. На - питания шума нет.
Выключатель я не проверял ещё на сопротивление. «Протянул» отдельными проводниками земли от - аккумулятора на все «земельные» ноги ИМС т.е. 7;14;10;19. Подпаялся прямо к ногам ИМС (провозился блин). Но к сожалению ничего не изменилось.
Скажи пожалуйста. Я уже спрашивал но так и не понял. От конденсаторов С9;10 и C11;12 те что на 11 и 18 ногах ИМС - земли отдельные «протянуть» ? Или это не то и ничего не даст?